Как классифицируются системы парового отопления по способу возврата конденсата

Обновлено: 30.06.2024

Если при кипении воды давление остается неизменным, температура воды будет постоянной. Тепло, подводимое к воде, расходуется на ее испарение (скрытая теплота парообразования).

Водяной пар, который находится в термодинамическом равновесии с водой, называется сухим насыщенным паром, а смесь сухого насыщенного пара с капельками воды во взвешенном состоянии – влажным насыщенным паром.

Энтальпия i" сухого насыщенного пара

i" = i' + r , кДж/кг, (4.42)

где i' – энтальпия воды при температуре кипения (теплота, затрачиваемая на подогрев жидкости до температуры кипения), кДж/кг; r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг.

При конденсации пара скрытая теплота парообразования выделяется. Температура конденсата в момент его образования равна температуре пара. Данные о температуре, плотности и энтальпии сухого насыщенного пара в зависимости от давления приведены в таблицах в справочной литературе.

В системах парового отопления применяется сухой насыщенный пар и используется свойство его при конденсации выделять скрытую теплоту парообразования. Пар из котлов по паропроводам поступает в нагревательные приборы, установленные в помещениях. В нагревательных приборах пар конденсируется, и тепло через стенки приборов передается в помещения. Конденсат отводится из приборов по трубопроводам в сборные конденсатные баки, откуда насосами перекачивается в котлы, а в отдельных случаях возвращается сразу в котлы самотеком).

Классификация систем парового отопления

Системы парового отопления в зависимости от абсолютного давления пара подразделяют на:

а) вакуум-паровые – при абсолютном давлении пара менее 0,1 МПа;

б) низкого давления – при давлении пара 0,1—0,12 МПа;

в) низкого (повышенного) давления – при давлении пара 0,12—0,17 МПа;

г) высокого давления – при давлении пара 0,17—0,27 МПа.

Предельное абсолютное давление 0,27 МПа указано применительно к местным отопительным приборам. Для калориферов, пароводяных подогревателей и другого теплоиспользующего оборудования внутренних санитарно-технических систем максимальное давление пара ограничивается заводскими паспортными данными на оборудование.

Системы низкого и высокого давления, в свою очередь, подразделяют:

1) по связи с атмосферой – на открытые, сообщающиеся с атмосферой, и закрытые, не сообщающиеся с атмосферой;

2) по способу возврата конденсата в котел – на замкнутые с непосредственным возвратом конденсата в котел и разомкнутые с возвратом конденсата в конденсатный бак и последующей перекачкой его из бака в котел;

3) по схеме расположения трубопроводов – на двухтрубные и однотрубные (те и другие могут быть с верхней, нижней и смешанной разводкой, с сухим и мокрым конденсатопроводом).

Сухим называют конденсатопровод, сечение которого при работе системы не полностью заполнено конденсатом, а при перерывах в работе системы свободно от воды. Мокрым называют конденсатопровод, всегда полностью заполненный водой.

Конденсатопровод может быть напорным, если конденсат перемещается при помощи насосов или избыточного давления пара, и самотечным, если конденсат перемещается самотеком. Уклон магистральных паропроводов по направлению движения пара принимают не менее 0,002, против движения – не менее 0,006; для конденсатопроводов – не менее 0,002. Уклон ответвлений к отопительным приборам должен составлять 10 мм на всю длину подводки.

Устройство систем парового отопления
низкого давления

Системы парового отопления низкого давления устраивают по открытой схеме. На рис. 4.18 приведена схема системы парового отопления низкого давления с верхней разводкой, двухтрубной, тупиковой, замкнутой, с сухим конденсатопроводом.

Рис. 4.18. Схема системы парового отопления низкого давления

с верхней разводкой, непосредственным возвратом

конденсата в котел, сухим конденсатопроводом

Перед пуском системы открывают вентиль 11 на водопроводной линии, и вода под давлением поступает в систему и заполняет ее до уровня I - I в паросборнике. Обратный клапан 12 предотвращает движение воды в обратном направлении (в водопроводную сеть). Вентиль закрывают 11, открывают вентиль 13 и начинают топить котел. Температура воды в котле поднимается, вода закипает. Пар из котла по главному стояку 1 поступает в магистральные паропроводы 2, паровые стояки 3 и через ответвления 4 в нагревательные приборы 5, где конденсируется. Конденсат по ответвлениям 6 из приборов поступает в конденсатный магистральный трубопровод 7 и из него в котел. Давление пара в котле уравновешивается со стороны конденсатной линии столбом воды h (при избыточном давлении пара в котле 0,01 МПа высота h = 1 м).

Воздух тяжелее пара, и поэтому он удаляется через конденсатную линию и воздушную трубу 10.

Точка присоединения воздушной трубы к конденсатному трубопроводу должна быть выше уровня воды в общем конденсатном стояке на 200—250 мм.

Перед нагревательными приборами для регулирования количества пара, поступающего в приборы, устанавливают вентили 8. Чтобы при регулировании системы убедиться, что пар не поступает из приборов в конденсатопровод, а полностью в них конденсируется, на ответвлениях от приборов рекомендуется устанавливать тройники 9 с пробкой.

В системах высокого давления, где используется пар высокого давления, дополнительно устанавливаются конденсатоотводчики (термические муфтовые и поплавковые муфтовые), поскольку пар не всегда успевает полностью сконденсироваться в нагревательных приборах.

В системах парового отопления предусматриваю следующую запорно-регулировочную (паровую) арматуру.

У местных нагревательных приборов (теплообменников) устанавливают:

а) в системах отопления высокого давления – вентиль на паровой подводке и термодинамический или термостатический конденсатоотводчик на конденсатной подводке;

б) в системах отопления низкого давления – вентиль на паровой подводке и тройник с пробкой на конденсатной подводке;

На вводах трубопроводов в здание и отдельных ветвях системы отопления устанавливают паровые вентили для полного или частичного ее выключения.

В горизонтальных однотрубных проточных системах отопления устанавливают вентили в начале и конце этажных веток.

На стояках, расположенных на лестничных клетках, вентили рекомендуется устанавливать независимо от количества этажей (в закрытых и открытых системах отопления).

Гидравлический расчет систем парового отопления низкого давления

Расчет паропроводов. Методика расчета паропроводов систем парового отопления низкого давления в основном аналогична методике расчета трубопроводов систем водяного отопления. Расчет диаметров паропровода ведется отдельно от расчета диаметров конденсатопровода. Избыточное давление пара в начале паровой магистрали (при выходе из котла) Р, МПа, принимают в зависимости от протяженности паропроводов l, м, см. табл. 4.13:

Избыточное давление пара при выходе из котла

где Q – тепловая мощность системы отопления, кДж/ч; r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг; ρ – плотность конденсата, кг/м 3 .

Для перекачки конденсата из конденсатного бака в паровые котлы низкого давления устанавливают один насос с подачей, равной двухчасовому расходу конденсата. Подача насоса, м 3 /ч:

Устанавливать насос следует так, чтобы его ось была на 400—500 мм ниже дна конденсатного бака. Это требуется для обеспечения поступления конденсата в насос самотеком. В противном случае при создании разрежения во всасывающем трубопроводе может произойти вскипание горячего конденсата, и нормальная работа насоса нарушится.

Расчетное давление насоса P_н должно быть равно:

где Р_к – давление пара в котле, Па; Р_с = hgρ – давление столба воды высотой h от максимального уровня стояния воды в котле до оси насоса, Па; g – ускорение свободного падения, м/с 2 ; ρ – плотность воды, кг/м 3 ; – потери давления в питательном трубопроводе, Па (от конденсатного бака до котла); 10 000 – свободное давление на излив воды в котел, Па.

Мощность электродвигателя к насосу определяют по формуле:

где V – объем воды, перемещаемой насосом, м 3 /ч; Р – давление, создаваемое насосом, Па; η_н – коэффициент полезного действия (КПД) насоса; η_п – КПД передачи (для клиноременной передачи КПД принимают равным 0,96).

При установке насоса на одном валу с электродвигателем установочная мощность электродвигателя определяется по формуле:

N_у = K₁ · N , кВт, (4.48)

где K₁ – коэффициент запаса, принимаемый в зависимости от мощности N электродвигателя, табл. 4.14.

Значения коэффициента запаса K₁

N, кВт	5
K₁	1,5	1,3	1,2	1,15	1,1

Особенности гидравлического расчета систем парового отопления высокого давления

При движении пара в паропроводах систем парового отопления высокого давления от начальной точки (от ввода или от котла) к месту потребления значительно изменяется его давление, следовательно, его плотность. В связи с этим при расчете паропровода нельзя принимать среднюю плотность пара по всей его длине, как при расчете паропровода в системах низкого давления, поэтому для каждого участка паропровода следует принимать значение плотности, соответствующее среднему давлению пара на участке. При расчете паропроводов можно пользоваться таблицами или номограммами. Они отличаются от таблиц и номограмм для систем парового отопления низкого давления тем, что в них удельные потери давления R_усл, Па/м, и скорость движения W_усл, м/с, пара при различных диаметрах труб и расходах пара приведены к значению плотности ρ_усл = 1 кг/м 3 . Чтобы найти действительные значения удельных потерь давления R и скорости движения W пара, найденные по таблицам или номограммам значения R_усл и W_усл для каждого участка, приводят к фактической плотности ρ_факт пара, соответствующей давлению пара для каждого участка системы:

Расчет ведут методом приведенных длин, т. е. местные сопротивления при расчете паропроводов высокого давления заменяют эквивалентными длинами.

Длина трубопровода, на которой потери на трение равны потерям в местном сопротивлении при коэффициенте местного сопротивления, равном 1, называется эквивалентной длиной, l_экв. При действительной длине расчетного участка l, м, общие потери давления ΔР, Па, составят:

ΔР = R·(l + l_экв · Σz), (4.51)

где R – фактические удельные потери давления на трение, Па/м; l_экв – значение эквивалентной длины, м, отвечающее диаметру участка; Σz – сумма коэффициентов местных сопротивлений участка. Примечание: в некоторых справочниках приведены таблицы для l_экв, сразу учитывающие Σz.

Скорости движения пара в системах отопления высокого давления ограничены из условия бесшумности их работы при попутном движении пара и конденсата 80 м/с, при встречном движении 60 м/с.

При расчете диаметров самотечных конденсатопроводов систем парового отопления высокого давления располагаемое давление ΔР_р определяется по формуле

ΔР_р = ρ·g·h·η , Па, (4.52)

где ρ – плотность конденсата, кг/м 3 ; h – разность уровней в конце и начале конденсатной магистрали, м; η – коэффициент, учитывающий наличие в конденсатном трубопроводе эмульсии (примеси воздуха и пара); для конденсатопроводов систем отопления зданий η = 0,65, для конденсатопроводов наружных сетей η =0,75.

После определения располагаемого давления расчет ведут аналогично расчету трубопровода систем водяного отопления с применением тех же таблиц.

Диаметры напорных конденсатопроводов определяют исходя из давления, предусмотренного для перемещения конденсата, по таблицам из справочной литературы (Справочник проектировщика).

В настоящее время в России применяют центральные системы в основном водяного и значительно реже парового отопления, местные и центральные системы воздушного отопления, а также печное отопление в сельской местности. Приведем общую характеристику этих систем с детальной классификацией на основании рассмотренных свойств теплоносителей.

При водяном отоплении циркулирующая нагретая вода охлаждается в отопительных приборах и возвращается к теплоисточнику для последующего нагревания.

Системы водяного отопления по способу создания циркуляции воды разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждением циркуляции воды при помощи насоса (насосные). В гравитационной (лат. gravitas — тяжесть) системе используется свойство воды изменять свою плотность при изменении температуры. В замкнутой вертикальной системе с неравномерным распределением плотности под действием гравитационного поля Земли возникает естественное движение воды.

В насосной системе используется насос с электрическим приводом для создания разности давления, вызывающей циркуляцию, и в системе создается вынужденное движение воды.

По температуре теплоносителя различаются системы низкотемпературные с предельной температурой горячей воды t 100 °С. Максимальное значение температуры воды ограничено в настоящее время 150 °С.

По положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или горизонтали, системы делятся на вертикальные и горизонтальные.

В зависимости от схемы соединения труб с отопительными приборами системы бывают

В двухтрубной системе каждый отопительный прибор присоединяется отдельно к двум трубам — подающей и обратной, и вода протекает через каждый прибор независимо от других приборов.

При паровом отоплении в приборах выделяется теплота фазового превращения в результате конденсации пара. Конденсат удаляется из приборов и возвращается в паровой котел.

Системы парового отопления по способу возвращения конденсата в котел разделяются

замкнутые с самотечным возвращением конденсата
разомкнутые с перекачкой конденсата насосом.

В замкнутой системе конденсат непрерывно поступает в котел под действием разности давления, выраженного столбом конденсата высотой и давления пара в паросборнике котла. В связи с этим отопительные приборы должны находиться достаточно высоко над паросборником (в зависимости от давления пара в нем).

В разомкнутой системе парового отопления конденсат из отопительных приборов самотеком непрерывно поступает в конденсатный бак и по мере накопления периодически перекачивается конденсатным насосом в котел. В такой системе расположение бака должно обеспечивать стекание конденсата из нижнего отопительного прибора в бак, а давление пара в котле преодолевается давлением насоса.

В зависимости от давления пара системы парового отопления подразделяются на субатмосферные, вакуум-паровые, низкого и высокого давления.

Максимальное давление пара ограничено допустимым пределом длительно поддерживаемой температуры поверхности отопительных приборов и труб в помещениях (избыточному давлению 0,17 МПа соответствует температура пара приблизительно 130 °С).

В системах субатмосферного и вакуум-парового отопления давление в приборах меньше атмосферного и температура пара ниже 100 °С. В этих системах можно, изменяя величину вакуума (разрежения), регулировать температуру пара.

Теплопроводы систем парового отопления делятся на паропроводы, по которым перемещается пар, и конденсатопроводы для отвода конденсата.

По паропроводам пар перемещается под давлением р_п в паросборнике котла (см. рис. 3, а) или в парораспределительном коллекторе (см. рис. 3, б) к отопительным приборам.

Конденсатопроводы могут быть

самотечными
напорными Самотечные трубы прокладывают ниже отопительных приборов с уклоном в сторону движения конденсата. В напорных трубах конденсат перемещается под действием разности давления, создаваемой насосом или остаточным давлением пара в приборах.

В системах парового отопления преимущественно используются двухтрубные стояки, но могут применяться и однотрубные.

При воздушном отоплении циркулирующий нагретый воздух охлаждается, передавая теплоту при смешении с воздухом обогреваемых помещений и иногда через их внутренние ограждения. Охлажденный воздух возвращается к нагревателю.

Системы воздушного отопления по способу создания циркуляции воздуха разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждением движения воздуха с помощью вентилятора.

В гравитационной системе используется различие в плотности нагретого и окружающего отопительную установку воздуха. Как и в водяной вертикальной 1равитационной системе, при различной плотности воздуха в вертикальных частях возникает естественное движение воздуха в системе. При применении вентилятора в системе создается вынужденное движение воздуха.

Воздух, используемый в системах отопления, нагревается до температуры, обычно не превышающей 60 °С, в специальных теплообменниках — калориферах. Калориферы могут обогреваться водой, паром, электричеством или горячими газами. Система воздушного отопления при этом соответственно называется водовоздушной, паровоздушной, электровоздушной или газовоздушной.

Воздушное отопление может быть местным или центральным .

В местной системе воздух нагревается в отопительной установке сталеві печі с теплообменником (калорифером или другим отопительным прибором), находящимся в обогреваемом помещении.

В центральной системе теплообменник (калорифер) размещается в отдельном помещении (камере). Воздух при температуре подводится к калориферу по обратному (рециркуляционному) воздуховоду. Горячий воздух при температуре перемещается вентилятором в обогреваемые помещения по подающим воздуховодам.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Классификацию систем отопления проводят по ряду признаков:

1) по взаимному расположению основных элементов;

2) по виду теплоносителя.

Классификацию систем отопления проводят по ряду признаков

1) По взаимному расположению основных элементов системы отопления подразделяются на центральные, локальные и местные.

Центральными называют системы отопления, предназначенные для отопления нескольких зданий, микрорайона или целого населенного пункта из одного теплогенератора (центральной или районной котельной, ТЭЦ). В таких системах теплота вырабатывается за пределами отапливаемых зданий, передается высокотемпературными теплоносителями, а у потребителя устанавливается узел регулирования температуры теплоносителя.

Центральные местные

Центральными называют системы отопления. Предназначенные для

отопления нескольких помещений из одного теплового пункта, где находиться теплогенератор (котельная, ТЭЦ).

Местными системами отопления называют такой вид отопления, при котором все три основных элемента конструктивно объединены в одном устройстве, установленном в обогреваемом или смежном помещении. Примером местной системы отопления является отопительная печь, имеющая теплогенератор (топливник), теплопроводы (газоходы внутри печи) и отопительные приборы (стенки печи). Кроме того, к местным системам отопления относят камины, газовые и электрические приборы, а также воздушно-отопительные агрегаты:

по виду теплоносителя :

водяные (для жилья, школ, домов, больниц и т.д.);

паровые (для жилья, школ, домов, больниц, спортивных сооружений, бассейнов, залов);

воздушные (спортивные сооружения, бассейны, залы);

по способу циркуляции теплоносителя :

Система с естественной циркуляцией – циркуляция теплоносителя осуществляется за счет разности плотностей холодного и горячего теплоносителя

Система с искусственной циркуляцией – где циркуляция теплоносителя осуществляется при помощи циркуляционных насосов.

Центральные паровые системы отопления имеют искусственную циркуляцию за счет давления пара (т.е. насосов нет в паровых системах с искусственной циркуляцией).

по месту расположения подающих и обратных магистралей :

с верхним расположением подающих магистралей ( по чердаку или под потолком верхнего этажа)

с нижним расположением обеих магистралей (по подвалу, над полом первого этажа или в подпольных каналах)

по схеме включения отопительных приборов :

двухтрубные ( в которых горячая вода поступает в приборы по одним стоякам, а охлажденная вода отводиться по другим)

однотрубные ( в которых горячая вода подается в приборы и охлажденная вода отводиться из них по одному стояку )

Локальными – называют системы отопления, предназначенные для отопления нескольких помещений из одного теплового пункта, где находится теплогенератор помещений, а затем с помощью теплоносителя по теплопроводам транспортируется в отдельные помещения здания. Теплота при этом через отопительные приборы передается воздуху отапливаемых помещений, а теплоноситель возвращается в тепловой пункт. Примером локальной системы отопления может служить система водяного отопления здания или группы зданий с собственной (местной) котельной.

2) По виду теплоносителя центральные системы отопления подразделяются на водяные, паровые, воздушные и комбинированные (например, пароводяные, паро-воздушные и др.).

Водяное отопление – это наиболее распространенная отопительная система, применяемая в современных жилых зданиях. Теплота в отапливаемые помещения подается в виде горячей воды через отопительные приборы.

3) По способу циркуляции теплоносителя системы водяного и воздушного отопления подразделяются на системы с естественной циркуляцией за счет разности плотностей холодного и горячего теплоносителя и системы с искусственной циркуляцией за счет работы насоса или вентилятора.

4) По способу циркуляции теплоносителя;

а – гравитационная; б – насосная

Рисунок 3 – Системы отопления

Центральные паровые системы имеют искусственную циркуляцию за счет давления пара.

5) По параметрам теплоносителя центральные водяные и паровые системы подразделяются на:

водяные низкотемпературные (локальные) с водой, нагретой до 100 °С и высокотемпературные с температурой воды более 100 С;

паровые системы:

низкого (р = 0,1-0,17 МПа),

высокого (p = 0,17-0,3 МПа) давления и

вакуум - паровые с давлением р

6) По продолжительности работы системы отопления могут быть постоянного, прерывистого, периодического, временного действия, дежурные, аварийные и дополнительные .

К системе отопления предъявляются требования:

1) санитарно-гигиенические: поддержание заданной температуры воздуха и внутренних поверхностей ограждений помещения во времени, в плане и по высоте при допустимой подвижности воздуха, ограничение температуры на поверхности отопительных приборов;

2) экономические: оптимальные капитальные вложения, экономный расход тепловой энергии при эксплуатации;

3) архитектурно-строительные: соответствие интерьеру помещения, компактность, увязка со строительными конструкциями, согласование со сроком строительства здания;

4) производственно-монтажные: минимальное число унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления, сокращение трудовых затрат и ручного труда при монтаже;

5) эксплуатационные: эффективность действия в течение всего периода работы, надежность и техническое совершенство, безопасность и бесшумность действия.

Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, которые обуславливаются необходимостью поддерживать заданную температуру в помещениях в течение отопительного сезона и всего срока службы системы.

Системы отопления включают три основных элемента: источник теплоты, теплопроводы и отопительные приборы [2, 3].

В практике строительства нашли применение разнообразные системы отопления, в основе выбора которых лежит использование тех или иных особенностей систем.

Системы отопления классифицируют по следующим основным признакам (Рис. 53): по виду использованного теплоносителя; по способу перемещения теплоносителя; по месту расположения источника теплоты.

С принудительным побуждением

С самотечным возвратом конденсата

С конденсационным баком и питательным насосом

Совмещенное с вентиляцией (прямоточное)

С промежуточными теплоносителями (вода, пар, воздух)

С непосредственным обогревом помещения

Рис. 53 Классификация систем отопления

По виду использованного теплоносителя системы отопления делятся на водяные, паровые, воздушные, электрические.

По способу перемещения теплоносителя системы отопления делятся на системы с естественным (гравитационным) побуждением движения теплоносителя и системы с принудительным побуждением.

По месту расположения источника теплоты системы отопления разделяют на центральные и местные.

Характерной особенностью центральных систем отопления является размещение генератора теплоты вне отапливаемого помещения, соединенного с потребителями теплоты теплопроводами значительной протяженности. Положительным свойством центральных систем отопления является относительное удешевление получения теплоты за счет укрупнения генератора теплоты. Отрицательным свойством можно считать потери теплоты магистральными теплопроводами и сложность поддержания надлежащего гидравлического режима в сетях.

Характерной особенностью местных систем отопления является размещение генератора теплоты в непосредственной близости от отапливаемого помещения или размещения его в самом отапливаемом помещении.

К местным системам отопления относятся печное отопление и отопление с помощью обогревателей, работающих от газовой или электрической сетей

Системы отопления принято классифицировать и по преобладающему виду теплоотдачи нагревательных приборов. Если у нагревательного прибора преобладает теплоотдача конвекцией, то систему отопления называют конвективной; при преобладающей теплоотдаче излучением - лучистой. Плоские панели отдают большую часть тепла излучением, такие системы принято называть в технической литературе панельно-лучистыми.

Системы водяного отопления

Системы водяного отопления получили широкое распространение в гражданском и промышленном строительстве. В этих системах отопления вода обычно нагревается в генераторах теплоты до 105 °С последовательно проходя: магистральные трубопроводы; трубопроводы, подающие воду к отопительным приборам (подающие стояки); отопительные приборы, в которых вода остывает, и далее возвращается по обратным стоякам и обратным магистралям к месту нагрева.

В практике строительства применяют разнообразные водяные системы отопления. Водяные системы отопления различают:

– по способу создания циркуляционного давления на системы с естественным побуждением и системы с принудительным побуждением;

– по схеме отопительных стояков системы на двухтрубные (Рис. 54) и однотрубные (Рис. 55);

Рис. 54 Системы водяного

а – с верхней прокладкой горячих магистралей: б – то же, с нижней прокладкой; 1 – котел, 2 – главный стояк, 3 – расширительный бак, 4 – верхний розлив; 5 – воздухосборник; 6 – воздушная линия; 7 – кран двойной регулировки; 8 – двухтрубный стояк; 9 – отопительный прибор; 10 – прокладка магистрали охлажденной воды; 11 – циркуляционный насос

– по месту прокладки магистральных трубопроводов горячей воды на системы с верхней прокладкой (см. Рис. 55, а) и системы с нижней прокладкой (см. Рис. 55, б);

– по способу прокладки магистральных трубопроводов горячей воды на тупиковые (см. Рис. 55, а, б) и с попутным движением (см. Рис. 55, в);

– по способу прокладки отопительных стояков: на стояки с вертикальным (см. Рис. 55, а - в) и с горизонтальным проложением (см. Рис. 55, д).

В практике строительства имеет место разнообразие конструктивного выполнения двухтрубных и однотрубных стояков. Например, отопительные приборы могут присоединяться к стояку справа и слева (двустороннее присоединение) (см. Рис. 54, а, б) или только с какой-либо одной стороны (см. Рис. 55, а, б).

Одностороннему присоединению отопительных приборов следует отдавать предпочтение, так как эти стояки более удобны в изготовлении и проще в монтаже.

Однотрубные отопительные стояки могут быть проточными (см. Рис. 55, 11) и с замыкающими участками (центральными 15 или со смещенными 14).

Проточные стояки обычно применяют при расположении отопительного стояка в одном помещении (лестничная клетка, вестибюль, зал, цех). В этом случае регулировочные краны у отопительных приборов не ставят.

Горизонтальные стояки (см. Рис. 55, в) применяют в зданиях с четко выраженными поэтажными технологическими условиями эксплуатации.

Рис. 55 Системы водяного отопления однотрубные с
принудительным побуждением:

а – тупиковая с верхней прокладкой горячих магистралей; б – стояк (П-образный) при системе отопления с нижней прокладкой горячих магистралей;

в - система с горизонтальными стояками и попутным движением;

1 - котел; 2 – главный стояк; 3 – расширительный бак; 4 – верхний розлив; 5 –. воздухосборник; 6 – кран двойной регулировки; 7 – отопительный прибор; 8 – воздушный кран; 9 – прокладка магистрали охлажденной воды; 10 – циркуляционный насос; 11 – однотрубный проточный вертикальный стояк; 12 – горизонтальный проточно-регулируемый стояк; 13 – то же, вертикальный; 14 – то же, со смещенным замыкающим участком; 15 – трехходовой регулирующий кран; 16 – вентиль для отключения стояка; 17 – то же, для спуска воды

Паровое отопление

В системах парового отопления в качестве теплоносителя используют насыщенный водяной пар, температура которого соответствует определенному давлению. Системы парового отопления подразделяются по величине начального давления пара, способу возврата конденсата в паровой котел и схеме прокладки трубопроводов систем.

По величине начального давления пара системы подразделяют на системы низкого давления P _изб 0,07 МПа.

По способу возврата конденсата паровые системы бывают с самотечным возвратом конденсата (замкнутые системы) и с возвратом конденсата с помощью питательного насоса разомкнутые системы).

По схеме прокладки трубопроводов паровые системы отопления могут быть с верхней, нижней и промежуточной прокладкой распределительного паропровода, а также с прокладкой сухого и мокрого конденсатопровода.

На Рис. 56 представлена принципиальная схема паровой системы отопления низкого давления с верхней прокладкой паропровода и с самотечным возвратом конденсата по конденсатопроводу. Пар, образующийся в паровом котле отделяется от капель воды в сепараторе (сухопарнике) 12 и поступает в паропровод 5, откуда он распределяется по отопительным приборам 7. Сконденсировавшийся пар в виде конденсата стекает по конденсатопроводу в возвратный трубопровод 10, в начале которого вмонтирована воздушная трубка 4, соединяющая систему с атмосферой. По возвратному трубопроводу конденсат самотеком возвращается в котел, преодолевая давление в котле за счет давления столба конденсата высотой 200 мм выше уровня воды в сухопарнике парового котла.

Для контроля уровня воды в сухопарнике парового котла на сухопарнике устанавливается водомерное стекло 3. Во избежание повышения давления пара в системе выше заданного значения равного давлению высоты водяного столба высотой h в непосредственной близости от сухопарника подключают предохранительное приспособление 2 (гидравлический затвор) с рабочей высотой h.

Паровые системы отопления высокого давления, как правило, применяют в случаях, когда на предприятии имеются производственные потребители пара повышенного давления.

Рис. 56 Паровая система отопления низкого давления:

а – схема системы; б - стояк с нижней разводкой пара;

1 – котел; 2 – гидравлический затвор; 3 – водомерная стеклянная трубка; 4 – воздушная трубка; 5 – подающий паропровод; 6 – паровой вентиль; 7 – отопительный прибор; 8 – тройник с пробкой; 9 – ковденсатопровод (сухой); 10 – то же (мокрый); 11 – подпитка; 12 – сухопарник; 13 – перепускная петля

Принципиальная схема системы парового отопления высокого давления приведена на Рис. 57.

Рис. 57 Схема парового отопления высокого давления:

1 – распределительная гребенка; 2 – паропровод; 3 – манометр; 4 – редукционный клапан; 5 – обводная линия с задвижкой; 6 – гребенка системы отопления; 7 – предохранительный грузовой клапан; 8 – неподвижная опора; 9 – компенсатор; 10 – паровые вентили; 11 – кон-денсатопровод; 12 – конденсатоотводчик

В связи с тем, что в системах отопления пар может быть использован давлением Р _изб не более 0,3 МПа, то для понижения давления пара его дросселируют с помощью редукционного клапана. После редукционного клапана устанавливают предохранительный клапан рычажного типа, отрегулированный на P _изб = 0,3 МПа. Кроме этого на парораспределительной гребенке паровой системы отопления устанавливается манометр.

В паровых системах высокого давления у отопительных приборов ставят паровые вентили, как на подающих трубопроводах, так и на отводящих.

Конденсат из таких систем удаляется с помощью конденсатоот-водчиков 12, устанавливаемых на конденсатопроводах 11.

В паровых системах отопления высокого давления предпочтение отдают верхней разводке паропроводов.

Паровые системы высокого давления несколько дешевле систем низкого давления за счет меньших диаметров паропроводов и некоорого уменьшения поверхности отопительных приборов.

Теплопроизводительность отопительных приборов систем парового отопления высокого давления, как и систем низкого давления, практически не поддается регулировке, что является одной из причин некоторого перерасхода топлива в течение отопительного сезона.

Системы воздушного отопления

Использование наружного воздуха в качестве теплоносителя для обогрева помещений позволяет в одной системе объединить функции отопления и вентиляции, что приносит значительные экономические выгоды- Кроме таких систем возможно применение рециркуляционных воздушных систем отопления, когда воздух для нагрева забирается не снаружи, а из отапливаемого помещения.

Для компенсации тепловых потерь помещения температура воздуха, выходящего из отопительной установки, должна быть выше температуры воздуха в помещении. Если известно количество воздуха, необходимого для целей вентиляции, то температуру приточного воздуха вычисляют по формуле

где t _пр – температура воздуха помещения, °С; Q – тепловые потери помещения, Вт; с_р – массовая теплоемкость воздуха, 1,0 кДж/кг °С; G – количество приточного воздуха, кг/ч.

Системы воздушного отопления разделяются по следующим характерным признакам (Рис. 58).

По месту нагревания воздуха различают местные системы воздушного отопления (нагрев воздуха местным отопительным агрегатом) и центральные (нагрев воздуха в едином центральном агрегате с последующим распределением по отапливаемым помещениям).

По схеме вентилирования отапливаемых помещений воздушные системы разделяют на прямоточные, с полной рециркуляцией и с частичной рециркуляцией.

Прямоточные системы воздушного отопления применяют в тех случаях, когда предъявляют повышенные требования к качеству воздушной среды внутри помещений.

По характеру перемещения нагреваемого воздуха различают системы воздушного отопления с естественным побуждением и с механическим побуждением, создаваемым вентилятором.

По роду энергоносителя – с водяными, паровыми, электрическими, газовыми (включая огневые) калориферами.

Воздух в системах воздушного отопления нагревается в теплообменниках (калориферах) различной конструкции. Широкое pacпространение получили воздушные отопительные агрегаты, имеющие калорифер, который нагревает воздух за счет энергии теплоносителя (пара, горячей воды, дымовых газов, электроэнергии).

Рис. 58Схемы воздушного отопления:

а – прямоточная; б – с частичной рециркуляцией; в – полностью рециркуляционная;

1 – воздухозаборная шахта; 2, 4, 8 – решетка; 3 – выбросная шахта; 5 –- приточный воздухо вод; 6 – калорифер; 7 – клапан; 9 – вентилятор; 10 – рабочая зона

Для нагрева рециркуляционного воздуха используют отопительные агрегаты. Они состоят из калориферов, обогреваемых горячей водой или паром, вентилятора с электродвигателем и направляющего аппарата для формирования струи горячего воздуха, подаваемого в отапливаемое помещение. Эти агрегаты используют для воздушного отопления крупных производствешп помещений, в которых по санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям в рабочее время допускается рециркуляция воздуха, а также в качестве дежурного отопления в нерабочее время.

В иех случаях когда рециркуляция воздуха недопустима, применяют системы воздушного отопления, работающие только с забором наружного воздуха. При этом с целью бесперебойного отопления помещений таких систем должно быть предусмотрено неменее двух. В нерабочее время одна из систем может функционировать в дежурном режиме на рециркуляционном (или наружном) воздухе.

Центральные системы воздушного отопления с естественной циркуляцией применяют при радиусе действия не более 8 м, с механическим побуждением - при радиусе действия более 8 м.

Местные системы с агрегатами большой тепловой мощности и сосредоточенной подачей воздуха применяют в помещениях большого объема промышленных зданий. Воздух подают в помещение горизонтальными компактными или веерными струями, обладающими большими скоростями (6…12 м/с).

Выпускать воздух рекомендуется над уровнем пола помещения на высоте от 3,5 до 6 м при высоте помещения до 8 м и от 5 до 7 м при высоте помещения более 8 м. При выборе места выпуска воздуха следует предусматривать, чтобы приточные струи на своем пути не встречали препятствий в виде массивных строительных конструкций и оборудования. Вследствие интенсивного перемешивания воздуха воздушными струями температура в помещении выравнивается как по площади, так и по высоте, в связи с этим теплопотери в его верхней зоне уменьшаются, в результате уменьшается расход топлива. Применение укрупненных агрегатов уменьшает первоначальные затраты на устройство систем отопления, и эксплуатация систем несколько упрощается.

Агрегаты небольшой тепловой мощности с децентрализованной подачей воздуха применяют для помещений с перегородками высотой более 2 м или с оборудованием, мешающим сосредоточенному выпуску воздуха.

Системы воздушного отопления с полной рециркуляцией могут быть применены в помещениях, в которых воздух не загрязнен вредными веществами, а с частичной рециркуляцией (совмещенной с приточной вентиляцией) – в помещениях, когда количество приточного воздуха для компенсации теплопотерь превышает количество воздуха, необходимого для компенсации воздуха, удаляемого местными отсосами. Если рециркуляция воздуха недопустима, следует применять прямоточные системы воздушного отопления, совмещенные с приточной вентиляцией. Эти системы могут быть применены в производственных помещениях, в воздухе которых имеются вредные вещества, неприятные запахи производства и др.

Читайте также: